[发明专利]一种无卤阻燃聚碳酸酯组合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃聚碳酸酯组合物及制备方法，属于阻燃技术领域。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，它冲击强度高，透光率高，尺寸稳定性好，易着色，耐老化性好，且具有优良的电绝缘性等。PC广泛应用于电子、电器、航空航天、机械、汽车纺织、轻工及建筑行业。PC本身具有一定的阻燃性，但仍难以满足某些应用领域如电视机、电脑、打印机的机壳和组件、变压器线圈、汽车部件、建筑材料等对PC阻燃性能的要求。目前PC常用的阻燃剂可以分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂。含卤阻燃剂主要为溴系阻燃剂，而无卤阻燃及包括有机磷系、硅系、磺酸盐系、硼系。其中，溴系的含卤阻燃剂阻燃剂因其对环境造成污染而逐渐被限制使用。无卤阻燃剂中磷系阻燃剂添加量大，一般为10％～30％，多数分解温度比较低，易腐蚀模具，有些还会影响树脂的冲击强度。有机硅化合物被认为是一类高效、无毒、低烟、环境友好性阻燃剂，但成本较高，常与其他阻燃剂复合使用。硼系阻燃剂阻燃效率不高，通常只有与聚硅氧烷并用才能达到较好的效果。磺酸盐系阻燃剂阻燃效率高，添加极少量即可使PC达到UL-94V-0级(3.2mm厚)，但要满足更高的阻燃性能则需与其他阻燃剂复配使用，且磺酸盐系阻燃剂的水解稳定性差。

发明内容

针对含卤阻燃聚碳酸酯组合物因使用含卤阻燃剂而造成环境污染，无卤阻燃聚碳酸酯组合物阻燃效率低、水解稳定性差的问题，本发明的目的之一在于提供一种无卤阻燃聚碳酸酯组合物，所述组合物在无卤的条件下同时获得良好的阻燃性、优异的机械性能和较高的水解稳定性和热稳定性；目的之二在于提供一种无卤阻燃聚碳酸酯组合物的制备方法，所述方法简单，操作简便。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种无卤阻燃聚碳酸酯组合物，以所述组合物的总质量为100％计，各组分及质量百分含量如下：

其中，苯磺酸盐硅倍半氧烷的分子式为T_a(OH)_b，T为RSiO_1.5-b/2a，R为PhSO₃X，Ph为苯基，X优选H、Na、K、Cu、Al和Fe中的一种以上，a为偶数，b为0或4；T_a(OH)_b的结构式优选如下2种：

当a＝8且b＝0时，结构式为式Ⅰ；当a≥4且b＝4时，结构式为式Ⅱ；

所述苯磺酸盐硅倍半氧烷的制备方法如下：

(1)在惰性气体保护下，将苯基硅倍半氧烷加入氯磺酸中，于0～160℃下反应1～72h，得到反应液；

(2)向所述反应液中加入沉淀剂1，过滤，得到苯磺酸基硅倍半氧烷；

(3)将苯磺酸基硅倍半氧烷溶解水中，得到溶液1；向所述溶液1中加入成盐试剂至pH≤7，旋干，得到苯磺酸盐硅倍半氧烷；水的添加量为使苯磺酸基硅倍半氧烷完全溶解；

其中，步骤(1)所述苯基硅倍半氧烷与氯磺酸的摩尔比优选1～1:64；

所述惰性气体优选氩气和氮气中的一种；

步骤(2)所述沉淀剂1优选水和冰水混合物中的一种；反应液与沉淀剂的体积比优选1:1～20；

步骤(3)所述成盐试剂优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铜、氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化铅、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铜、碳酸铝、碳酸铁、碳酸铅、氧化铜、氧化铝、氧化铁、氧化铅、铜粉、铝粉和铁粉中的一种以上；

抗熔滴剂优选聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚(四氟乙烯-六氟乙烯)中的一种；抗氧化剂优选酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种以上；

酚类抗氧剂优选四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；亚磷酸酯类抗氧剂优选三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；

一种无卤阻燃聚碳酸酯组合物的制备方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将聚碳酸酯、苯磺酸盐硅倍半氧烷、抗熔滴剂和抗氧化剂混合均匀，得到混合物1；将混合物1通过双螺杆机熔融、混炼、挤出、冷却、切粒、干燥，得到无卤阻燃聚碳酸酯组合物粒料；

(2)将所述无卤阻燃聚碳酸酯组合物粒料通过注塑机注塑成型，得到本发明所述无卤阻燃聚碳酸酯组合物；

有益效果

(1)本发明所述无卤阻燃聚碳酸酯组合物选用的阻燃剂均为无卤阻燃剂，环保性好，不会造成如含卤阻燃剂在燃烧时带来的环境污染问题；